侯松生　謝仕挺　李靈兵

摘要：海洋占全球陸地70%以上，海洋資源十分豐富，按使用價(jià)值劃分，可分為海洋經(jīng)濟(jì)、海洋交通、海洋安全、海洋科學(xué)研究等。由于《聯(lián)合國(guó)海洋法公約》中島嶼、礁石等的特殊位置，涉及到的有關(guān)權(quán)利和利益巨大，如領(lǐng)土、領(lǐng)海、毗連區(qū)、專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)等。我國(guó)的管轄水域面積約為3百萬(wàn)平方公里，島嶼、礁石等，是我國(guó)領(lǐng)土上的重要組成部分。電纜是我國(guó)電力的重要載體，它的主要功能是把電力輸送到各用戶，這對(duì)我國(guó)人民的生活和生產(chǎn)起到了至關(guān)重要的作用。因此，在海島復(fù)雜環(huán)境下，開展全工況下的模塊化設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)，對(duì)確保設(shè)備的安裝質(zhì)量與安全，保障人員的生命安全具有重要意義。

關(guān)鍵詞：海島復(fù)雜環(huán)境;全工況凈化艙;模塊化

0.引言

島礁及周邊復(fù)合環(huán)境涉及到海洋、物理化學(xué)、地理、地質(zhì)、氣象、水文等多個(gè)學(xué)科，是多學(xué)科的交叉領(lǐng)域。除海島礁石和海洋環(huán)境因素外，岸灘和礁石的淹沒(méi)和暴露、干濕狀態(tài)和侵蝕均受海水動(dòng)力學(xué)的作用而發(fā)生動(dòng)態(tài)變化。為此，必須對(duì)海島復(fù)雜環(huán)境下全工況凈化艙進(jìn)行模塊化的研究與設(shè)計(jì)，為高壓電纜附件安裝現(xiàn)場(chǎng)提供集成的智能環(huán)境監(jiān)控與處理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)快速組裝，提高工作效率;結(jié)構(gòu)輕便精簡(jiǎn)、安全可靠，進(jìn)一步降低成本。

1.項(xiàng)目背景

高壓電纜的安裝方法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)條件的要求很高，在海島條件復(fù)雜的條件下，工作區(qū)域的平坦度和實(shí)際的氣候條件是很難掌握的，常規(guī)的集裝箱操作方法不適合于高電壓電纜的復(fù)雜線路，而且還需要使用大型的汽車和起重機(jī)，增加了高壓電纜的安裝難度，也不能滿足現(xiàn)場(chǎng)使用的要求。由于電纜的安裝和試驗(yàn)往往是在惡劣的環(huán)境下進(jìn)行的，而現(xiàn)在的國(guó)家和企業(yè)對(duì)施工環(huán)境的管理還很缺乏，所以我們要加強(qiáng)對(duì)施工環(huán)境的重視，就需要進(jìn)行合理的調(diào)整和加固，以保證電纜施工的安全、穩(wěn)定。

2.海島復(fù)雜環(huán)境下全工況凈化艙模塊化研究

2.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介

全工況智能化柔性施工凈化房具備多種潔凈等級(jí)及空間搭配，其可以根據(jù)使用需求設(shè)計(jì)制作。凈化房可在一般潔凈等級(jí)的區(qū)域中做出局部的高潔凈度的區(qū)域，以此降低成本。此外，凈化房還是一種可提供局部高潔凈環(huán)境的空氣凈化設(shè)備?，F(xiàn)有技術(shù)中，一般的凈化房體的搭建材料重且安裝麻煩，材料之間的安裝連接需要焊接或者諸多螺絲鉚釘?shù)容o助，不僅安裝耗時(shí)，成本非常高。包括：快裝凈化房框體，快裝凈化房框體由直徑尺寸相同的管體經(jīng)搭接而成，模塊化凈化艙的設(shè)計(jì)基于按最小尺寸單元以及快速安裝的原則。全工況智能化柔性施工凈化房由可快速拆裝的模塊化框架結(jié)構(gòu)工作間、空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)構(gòu)成，是專門為電纜接頭施工開發(fā)研制的集多功能為一體的新型成套設(shè)備。

2.2功能設(shè)計(jì)

（1）對(duì)全工況智能凈化艙進(jìn)行模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：實(shí)現(xiàn)凈化艙的模塊化結(jié)構(gòu)裝配，運(yùn)輸安裝拆卸快捷操作;

（2）對(duì)凈化艙的環(huán)境一體化實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)計(jì)：實(shí)現(xiàn)凈化艙環(huán)境的一體化實(shí)時(shí)監(jiān)控研究，包括濕度、溫度、氧氣、灰塵、有毒氣體、視頻監(jiān)控;3）對(duì)凈化艙的環(huán)境一體化處理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)：實(shí)現(xiàn)濕度、溫度、灰塵及有毒氣體的智能一體化凈化功能;

（3）實(shí)現(xiàn)凈化艙的防火功能：施工過(guò)程中需要用到動(dòng)火;5）實(shí)現(xiàn)凈化艙防風(fēng)功能：由于海島環(huán)境的特殊需要做到防7-8 級(jí)風(fēng)要求。

2.3模塊化凈化艙功能特點(diǎn)

（1）工作間作為施工人員及設(shè)備進(jìn)出工井通道口，具有防雨及防止非工作人員進(jìn)入的作用，同時(shí)在施工現(xiàn)場(chǎng)樹立一個(gè)施工（警示）標(biāo)記功能;（2）確保接頭區(qū)域的環(huán)境溫度、相對(duì)濕度和空氣潔凈度在工藝標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi)，確保電纜接頭的施工質(zhì)量;（3）通過(guò)通風(fēng)系統(tǒng)保持接頭區(qū)域內(nèi)一定的新風(fēng)量，同時(shí)保證有毒有害氣體的排出，為安全施工提供保障;（4）采用定點(diǎn)監(jiān)測(cè)和移動(dòng)監(jiān)測(cè)相結(jié)合來(lái)監(jiān)測(cè)溫濕度、有害氣體濃度等環(huán)境指標(biāo)。

3.海島復(fù)雜環(huán)境下全工況凈化艙模塊化設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目研制的適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境下基建柔性凈化房通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，滿足運(yùn)輸便利、安裝容易、施工期短、可移動(dòng)和大小尺寸可調(diào)等特點(diǎn)。對(duì)全工況智能凈化艙進(jìn)行模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)凈化艙的模塊化結(jié)構(gòu)裝配，運(yùn)輸安裝拆卸快捷操作。

3.1“窗體模塊”設(shè)計(jì)：

“C 型”模塊中“窗體模塊”按照現(xiàn)場(chǎng)的施工設(shè)備的情況設(shè)計(jì)出2 中不同的形狀和規(guī)格：1）中間鏤空自封型窗體模塊 2）全面型窗體模塊。中間鏤空自封型窗體模塊主要為了垂直的電纜或者組件穿過(guò)凈化艙時(shí)的密封，尺寸為長(zhǎng)2250mm*寬 2250mm。一側(cè)留出開放式的缺口，便于垂直組件穿過(guò)，缺口自帶魔術(shù)貼，便于密封。

全面型窗體模塊是不需要傳過(guò)設(shè)備的面進(jìn)行密封組裝。窗體模塊的四周設(shè)計(jì)了魔術(shù)貼和快裝卡口，與“C 型”氣柱進(jìn)行快速對(duì)接，并且能達(dá)到密封效果。

3.2底層膜套裝

凈化艙的底部采用高強(qiáng)度的 HDPE 膜套裝，穿刺強(qiáng)度達(dá)到480N，直角撕裂強(qiáng)度達(dá)到 187N，斷裂強(qiáng)度（應(yīng)力）為 40N/mm， 完全滿足于重量10 噸以上物件的搬運(yùn)。

底層 HDPE 防護(hù)套裝有 4 片組成，分別為：17m×0.9m 兩條，4m×2m 四條，分別敷設(shè)再凈化艙底部。

該設(shè)計(jì)方案具有便于安裝的特點(diǎn)，棚體輕便可靠， 結(jié)構(gòu)輕便精簡(jiǎn)、安全可靠， 便于施工單位制作，并且具有整體重量較輕，便于運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，能夠反復(fù)使用，便于從一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸?shù)搅硪粋€(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)。同時(shí)PVC框架有優(yōu)良的耐氣候老化性，防火阻燃，抗 UV，抗靜電，優(yōu)異的抗拉，抗撕裂，抗剝離，能夠保證在惡劣的環(huán)境下施工作業(yè)。且成本方面來(lái)講，價(jià)格比較穩(wěn)定。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在海島復(fù)雜環(huán)境下，其空氣濕度和空氣鹽分高等問(wèn)題顯得特別的嚴(yán)重，即使在晴天的環(huán)境下，濕度也無(wú)法滿足要求。因此基于現(xiàn)有電纜施工環(huán)境的研究，結(jié)合十四規(guī)劃政策背景及其現(xiàn)實(shí)背景，本文研究了海島復(fù)雜環(huán)境下全工況凈化艙模塊化，設(shè)備通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化模塊化設(shè)置，能夠快速拆裝，在提供良好舒適的作業(yè)環(huán)境的同時(shí)，提高施工效率，施工環(huán)境得到有效改善

參考文獻(xiàn)

[1]莊長(zhǎng)友，楊余.海上風(fēng)電安裝潮下對(duì)鋪纜船的市場(chǎng)需求[J].船舶物資與市場(chǎng)，2021，29（11）：49-50.DOI：10.19727/j.cnki.cbwzysc.2021.11.022.